专利名称：一种对岩体自动进行分级分区的方法
技术领域：
本发明涉及矿山开采技术领域，特别涉及一种对岩体自动进行分级分区的方法。
背景技术：
对矿区围岩尤其是软岩进行合理有效的分级分区，一直是矿山巷道支护的重点和难点。采用现有方法进行岩体分级分区然后进行支护，其巷道都有较大程度的损坏，废巷率和坏巷率都比较高。这主要是由于传统的岩体分级分区方法评价指标僵硬，不能变通，在使用时不能有效的和矿山的具体实际相结合。因此采用能够照顾到各个矿山具体实际情况的岩体分级分区方法对于矿山支护工作有着积极而重要的意义。近年来，由于浅部矿床资源的逐渐枯竭，深部开采逐渐成为资源开采的主流趋势。深部开采围岩条件复杂，地应力大，围岩性质可类比软岩。因此软岩巷道的支护方式成为许多专家学者的研究方向。由于软岩本身的固有性质，对软岩巷道进行支护要比普通围岩要复杂得多。软岩支护最主要和最根本的工作就是对巷道围岩进行合理分级分区。因此采用更加科学的方法对矿区围岩进行合理有效的分级分区，对于矿区进行合理的支护规划以及重新论证支护比例有着重要的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种对岩体自动进行分级分区的方法，用于实现对岩体的自动高效的分级。本发明提供了一种对岩体自动进行分级分区的方法，包括准备原始数据，基于该原始数据创建约束岩体模型；在约束岩体模型基础上建立块段模型，分析块段模型中的指标分布规律，生成变异函数，选择指标估值方法；创建搜索椭球体，根据指标估值方法建立估值参数；基于估值参数及变异函数，利用选择的指标估值方法对指标进行估值，确定岩石质量等级；根据岩石质量分级结果，按块段模型对处于不同范围的小方块设置不同的颜色。本发明以工程和水文地质调查数据为基础，通过不同岩性区域实体模型的建立以及评价指标块段模型的建立及指标的插值，得到反映矿区矿岩质量的三维评价模型。避免了对岩体进行分类评价时人为赋分方法所带有的主观性，使岩体评价更加精准，进而使新的巷道支护有据可循。本发明采用更加科学的方法对矿区围岩进行合理有效的分级，对于矿区进行合理的支护规划有着重要的意义。
图1为本发明实施例提供的对岩体自动进行分级分区的方法流程图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。本发明实施例以工程和水文地质调查数据为基础，通过不同岩性区域实体模型的建立以及评价指标块段模型的建立及指标的插值，得到反映矿区矿岩质量的三维评价模型。采用更加科学的方法对矿区围岩进行合理有效的分级，对于矿区进行合理的支护规划有着重要的意义。图1为本发明实施例提供的对岩体自动进行分级分区的方法流程图，包括以下步骤步骤101、准备原始数据。包括钻孔数据、地质平(剖)面图、岩石力学实验数据、环境地质数据及水文数据等。步骤102、创建约束岩体模型。首先根据不同的岩性建立矿区地质体三维模型，可利用相关数字矿山软件建立，原始数据为地质平(剖)面图。根据地质平(剖)面图上的岩性范围可确定矿体范围，利用地质平(剖)面图中的岩性边界线确定各平面岩体范围，将平面岩体范围连接并建立三维模型，软件具有三维建模功能。约束岩体模型是指针对岩体模型界定估值范围。步骤103、在约束岩体模型基础上建立块段模型。块段模型是在约束岩体模型的基础上划分成许多个小方块，小方块尺寸可自行设定，对这些小方块可进行指标赋值。将岩体模型划分成若干个小方块是由计算机自动实现，根据实际情况，一般是越小的块估值越精确，但也要考虑计算机硬件条件及软件容许范围，只要能达到需要的估值精度即可。划分成小方块之后实际是建立了空的块段模型，因为这个时候小方块中的各个指标值仍然是空的，通过估值之后就对小方块实现了指标赋值。指标赋值方法有很多种，可以根据实际情况选择，一般认为最优的无偏估计是克立格法(地质统计学方法)，当数据不符合克立格法估值条件时，可采用距离平方反比法或其他方法。步骤104、分析块段模型中的指标分布规律，生成变异函数，选择指标估值方法。分析指标分布规律就是分析指标赋值能否满足克立格法的估值条件，一般是采用变异函数分析，通过变异函数分析可分析是否适合采用克立格法估值，如果不适合则选用距离平方反比法或其他方法。变异函数是克立格法中的理论公式，用于研究变量的空间变化特征和强度，根据变异函数分析可确定变量是否可采用克立格法估值。步骤105、创建搜索椭球体，根据指标估值方法建立估值参数。估值参数就是用于界定估值范围，就是哪些范围之内的实测值参与对将要估值的未知点的计算。搜索椭球体是指在对某个方块进行赋值时，以方块中心为原点，根据空间坐标轴在三个方向的坐标轴上确定搜索距离，这三个搜索距离便可确定一个椭球体，凡是落在椭球体范围的已有数据都可以参与对该小方块的赋值。指标估值方法则是采用前面确定的方法，只不过是利用搜索椭球体获得估值数据。步骤106、基于估值参数，利用选择的指标估值方法对指标进行估值，确定岩石质量等级。指标是指岩石分级的相关指标，包括完整岩石强度、岩芯质量指标、节理间距、节理粗糙度、节理长度、张开度、充填物、风化程度、地下水条件，通过实验或现场调查获得。先对块段模型中的各个小方块的各个指标进行估值，比如距离平方反比法
权利要求
1.一种对岩体自动进行分级分区的方法，其特征在于，包括 准备原始数据，基于该原始数据创建约束岩体模型；在约束岩体模型基础上建立块段模型，分析块段模型中的指标分布规律，生成变异函数，选择指标估值方法；创建搜索椭球体，根据指标估值方法建立估值参数；基于估值参数及变异函数，利用选择的指标估值方法对指标进行估值，确定岩石质量等级；根据岩石质量分级结果，按块段模型对处于不同范围的小方块设置不同的颜色。
2.根据权利要求1所述的对岩体自动进行分级分区的方法，其特征在于，该方法在设置颜色后还进一步包括根据分级标准对岩体质量分级结果进行改进。
3.根据权利要求1或2所述的对岩体自动进行分级分区的方法，其特征在于，所述准备原始数据具体包括获取钻孔数据、地质平/剖面图、岩石力学实验数据、环境地质数据及水文数据。
4.根据权利要求3所述的对岩体自动进行分级分区的方法，其特征在于，所述创建约束岩体模型的步骤具体包括 根据地质平/剖面图上的岩性范围确定矿体范围，利用地质平/剖面图中的岩性边界线确定各平面岩体范围，将平面岩体范围连接并建立三维模型。
5.根据权利要求4所述的对岩体自动进行分级分区的方法，其特征在于，所述建立块段模型的步骤具体包括在约束岩体模型的基础上划分成至少一个小方块，小方块尺寸自行设定。
6.根据权利要求5所述的对岩体自动进行分级分区的方法，其特征在于，所述选择指标估值方法的步骤具体包括采用变异函数分析，确定是否适合采用克立格法估值，如果不适合则选用距离平方反比法。
7.根据权利要求6所述的对岩体自动进行分级分区的方法，其特征在于，所述创建搜索椭球体的步骤具体包括 在对一个小方块进行赋值时，以所述小方块中心为原点，根据空间坐标轴在三个方向的坐标轴上确定搜索距离，这三个搜索距离能确定一个椭球体，凡是落在椭球体范围的已有数据都能参与对该小方块的赋值。
8.根据权利要求7所述的对岩体自动进行分级分区的方法，其特征在于，所述确定岩石质量等级的步骤具体包括 对块段模型中的各个小方块的各个指标进行估值，当采用距离平方反比法时
全文摘要
本发明公开了一种对岩体自动进行分级分区的方法，涉及矿山开采技术领域，包括准备原始数据，基于该原始数据创建约束岩体模型；在约束岩体模型基础上建立块段模型，分析块段模型中的指标分布规律，生成变异函数，选择指标估值方法；创建搜索椭球体，根据指标估值方法建立估值参数；基于估值参数及变异函数，利用选择的指标估值方法对指标进行估值，确定岩石质量等级；根据岩石质量分级结果，按块段模型对处于不同范围的小方块设置不同的颜色。本发明以工程和水文地质调查数据为基础，得到反映矿区矿岩质量的三维评价模型。本发明采用更加科学的方法对矿区围岩进行合理有效的分级，对于矿区进行合理的支护规划有着重要的意义。
文档编号G06F19/00GK103065051SQ20121059278
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者薛文忠, 赵亓邢, 刘淑清, 马建忠, 杨权平, 姜立宝 申请人:中国铝业股份有限公司